Question

20．如图所示，A线圈接一灵敏电流计G，B线框放在匀强磁场中，B线框的电阻不计，具有一定电阻的导体棒可沿线框无摩擦滑动，今用恒力F向右拉CD由静止开始运动，B线框足够长，则CD杆运动情况和通过电流表G中的电流变化情况是（　　）

• A． CD杆一直做匀速运动
• B． CD杆先做加速运动，再做减速运动，最后停止
• C． G中电流向上，强度逐渐增强
• D． G中电流向下，强度逐渐减弱，最后为零

Answer 1

分析 根据右手定则判断出CD中感应电流方向．由安培定则和楞次定律判断出G中电流的方向．
析导体棒的运动情况：导体棒CD在恒力作用下，从静止开始先做加速运动，速度增大，导体棒所受的安培力也增大，加速度逐渐减小，当恒力F与安培力平衡时，导体棒做匀速运动，由欧姆定律分析导体棒产生的感应电流的变化．穿过电流计所在回路的磁通量是由B线框中的电流产生的，根据法拉第电磁感应定律分析可知，电流计中的电流与CD棒速度的关系

解答 解：A、导体棒CD在恒力F作用下从静止开始先做加速运动，CD产生的感应电动势：E=BLv，电流：I=$\frac{E}{R}$=$\frac{BLv}{R}$，CD受到的安培力：F_安培=BIL=$\frac{{B}^{2}{L}^{2}v}{R}$，
由于速度v增大，安培力不断增大，CD受到的合力：F-F_安培减小，CD的加速度减小，CD做加速度减小的加速运动，当F=F_安培时，CD棒做匀速直线运动，故AB错误；
C、CD中的感应电流：I=$\frac{BLv}{R}$，由于CD先做加速度减小的加速运动后做匀速直线运动，则v先不断增大，速度增加的越来越慢，最后后保持不变，感应电流I先不断增加，增加的越来越慢，最后保持不变，则穿过A线框的磁通量增大由快变慢最后保持不变，由法拉第电磁感应定律可知，G中产生的感应电动势由大变小，最后没有感应电动势产生，则G是电流逐渐减弱，最后电流为零；根据右手定则判断可知，CD棒中产生的感应电流方向D→C，由安培定则判断得，穿过A线框中磁场的方向向里，磁通量增大，则由楞次定律判断得到G中电流向下．故C错误，D正确．
故选：D．

点评 本题是两次感应的问题，与变压器的原理类似．要根据右手定则、安培定则和楞次定律相结合才能判断出G中电流方向，比较复杂．由法拉第定律，并结合导体棒的运动情况才能判断G中电流如何变化．